水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　混凝土配合比 課程設(shè)計(jì)</p><p>　　院(系)別　 材料科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)　 材料科學(xué)與工程 </p><p>　　班 級(jí) 材料091 </p><p>　　學(xué) 號(hào)　

2、 </p><p>　　姓 名　 </p><p>　　指導(dǎo)教師　 </p><p>　　成 績 </p><p><b>　　二○一二年三月</

3、b></p><p>　　水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)論文</p><p>　　【摘要】：課程設(shè)計(jì)是學(xué)生利用所學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)理論，根據(jù)老師給定的任務(wù)，能獨(dú)立完成混凝土配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)一個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)的水泥混凝土及配合比設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)計(jì)算所需配合比，并進(jìn)行實(shí)際操作，適宜調(diào)整得到實(shí)用經(jīng)濟(jì)耐久的混凝土。在這一過程中，加深和鞏固水泥混凝土的理論知識(shí)，進(jìn)一步掌握水泥混凝

4、土及其選用材料的常規(guī)測(cè)試方法、儀器設(shè)備的使用方法；加強(qiáng)理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)；強(qiáng)化自己的試驗(yàn)操作技能和獨(dú)立工作的能力，使自己得到組織和試驗(yàn)設(shè)計(jì)水泥混凝土配合比的初步訓(xùn)練。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：混凝土、設(shè)計(jì)、試配、調(diào)整、混凝土配合比設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言··

5、3;····································&#

6、183;································1</p><p>　　

7、1. 混凝土配合比設(shè)計(jì)···································

8、;·······················2</p><p>　　1.1選用合適的材料········

9、;····································

10、83;··············2</p><p>　　1.2配合比設(shè)計(jì)的基本要求················

11、····································

12、3;3</p><p>　　1.3配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作······························

13、·····················4</p><p>　　1.4原材料的檢驗(yàn)··········&

14、#183;····································

15、;··············4</p><p>　　1.5配合比設(shè)計(jì)的基本步驟················&#

16、183;····································

17、4</p><p>　　1.6 強(qiáng)度測(cè)定，提出實(shí)驗(yàn)室配合比······························

18、;·················9</p><p>　　1.7.確定二級(jí)路面施工條件·············&

19、#183;····································

20、;···9</p><p>　　2.總結(jié)·····························

21、;····································

22、83;····10</p><p>　　3.結(jié)束語···························&

23、#183;····································

24、;····10</p><p>　　4.參考文獻(xiàn)···························&#

25、183;····································

26、··11</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　1.混凝土配合比簡介</p><p>　　混凝土是由水泥、細(xì)骨料砂子、粗骨料石子及水等構(gòu)成，混凝土中各種材料之間的比例關(guān)系稱為混凝土的配合比。主要的參數(shù)為水膠比，砂率，用水量?；炷僚浜媳仁菦Q定混凝土強(qiáng)度的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，需要具體的設(shè)計(jì)試配等工作

27、才能確定合適的混凝土配合比應(yīng)用到工程當(dāng)中去。</p><p>　　配合比設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)預(yù)拌混凝土性能的一個(gè)重要過程，也是保證預(yù)拌混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。施工配合比是以實(shí)驗(yàn)配合比為基礎(chǔ)而確定的，普通混凝土的實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)是確定了相應(yīng)混凝土的施工配制強(qiáng)度后，按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的方法和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)確定?；炷僚浜显O(shè)計(jì)要滿足強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的等級(jí)要求，施工的和易性，耐久性和經(jīng)濟(jì)性?；炷岭S著材料科學(xué)的不斷發(fā)展，其用

28、途也越來越廣泛，已到了跨行業(yè)、跨學(xué)科、互相滲透的非常 廣泛的領(lǐng)域。</p><p>　　混凝土隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，其用途也越來越廣泛。且多應(yīng)用于建設(shè)工程的重要結(jié)構(gòu)部位，如何能確保混凝土的質(zhì)量是我們的一項(xiàng)重要工作，因此配合比的設(shè)計(jì)必須正確合理，我們應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1、做好配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；2、掌握并檢驗(yàn)各種材料的特性及指標(biāo)；3、設(shè)計(jì)混凝土的配合比并進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)得到實(shí)驗(yàn)室配合比。4按照施工的條件進(jìn)

29、行混凝土配合比設(shè)計(jì)的調(diào)整和控制；5、在保證混凝土質(zhì)量的前提下，應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益。并做出相應(yīng)的防治措施。</p><p>　　1. 混凝土配合比設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1選用合適的材料</p><p><b>　　1.1.1水泥</b></p><p>　　水泥是決定混凝土成本的主要材料，同時(shí)又起到粘結(jié)、填充等重要作用

30、，所以水泥的選用格外重要。水泥的選用主要是考慮到水泥的品種和強(qiáng)度等級(jí)。水泥的品種繁多。選擇水泥應(yīng)根據(jù)工程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境氣候條件等因素進(jìn)行分析，并考慮當(dāng)?shù)厮嗟墓?yīng)情況作出選擇。其中以硅酸鹽系列水泥生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛。</p><p><b>　　1.1.2 粗骨料</b></p><p>　　粗骨料是指粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。人工破碎而形成的石子成為

31、碎石。天然形成的石子稱為卵石。施工中一般采用碎石，粒徑4.75-37.5mm，選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫。混凝土用的粗骨料，其最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4。對(duì)混凝土的實(shí)心板，粗料的最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。</p><p><b>

32、;　　1.1.3 細(xì)骨料</b></p><p>　　細(xì)骨料是指粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，通常稱為砂。施工中一般采用中砂，山砂 （45%）+人工砂 （55%）。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的簡潔和易操作性，本次課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就不進(jìn)行粉煤灰和外加劑的介紹</p><p>　　1.2配合比設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　

33、要滿足混凝土的抗彎拉強(qiáng)度為4.0MPa。</p><p>　?。?）要使混凝土拌合物具有足夠的坍落度、良好的和易性、可塑性、不易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。</p><p>　?。?）要滿足工程使用環(huán)境及氣候條件所要求的抗?jié)B、抗凍、耐腐蝕等性能。</p><p>　?。?）在保證工程質(zhì)量的前提下，能盡量節(jié)約水泥，合理使用材料，降低工程成本。</p><p>

34、;　　1.3配合比設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作</p><p>　　1（1） 掌握設(shè)計(jì)圖紙對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的全部要求，重點(diǎn)是各種強(qiáng)度和耐久性要求及結(jié)構(gòu)件截面的大小，以考慮采用水泥品種及石子粒徑的大小等參數(shù)。</p><p>　?。?） 了解是否有特殊性能要求，便于決定所用水泥的品種和粗骨料粒徑的大小。</p><p>　　（3） 了解施工工藝，如輸送、澆筑的措施，使用機(jī)械化的程度，

35、主要是對(duì)工作和易性和凝結(jié)時(shí)間的要求，便于選用外加劑。 </p><p>　?。?） 了解所能采購到的材料品種、質(zhì)量和供應(yīng)能力。</p><p><b>　　2.原材料的檢驗(yàn)。</b></p><p>　　水泥：強(qiáng)度32.5Mpa，密度為3.10g/cm3 。</p><p>　　砂 ：中砂，密度為2.61g/c

36、m3 ，含水率2%</p><p>　　石子：分別選取粒級(jí)為10-20mm和5-10mm的石子</p><p>　　10-20mm的密度為2.75g/cm3 ，5-10mm的密度為2.73g/cm3 </p><p><b>　　含水率2%</b></p><p>　　細(xì)集料表觀密度實(shí)驗(yàn)記錄表</p>&l

37、t;p>　　兩組試驗(yàn)的表觀密度ρ1-ρ2=2.610-2.605=0.005≤0.01g/cm3</p><p>　　即此細(xì)集料的表觀密度為2.603g/cm3</p><p>　　粗集料的表觀密度實(shí)驗(yàn)（網(wǎng)籃法）</p><p>　　(1)粗稱約2kg 5-10mm，10-20mm碎石各兩份，取料時(shí)上中下三層四分法取樣，仔細(xì)洗去附在集料表面的塵土和石粉，經(jīng)多次

38、漂洗干凈至水清澈為止，室溫下浸水24h。 </p><p>　　(2)實(shí)驗(yàn)儀器：凈水天平</p><p>　　5~10mm粗集料的表觀密度試驗(yàn)記錄</p><p>　　所得5~10mm粗集料的表觀密度為2.75g/cm3</p><p>　　10-20mm粒級(jí)的表觀密度試驗(yàn)</p><p>　　所得10~20mm粗集料

39、的表觀密度為2.73g/cm3 </p><p>　　1.4配合比設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　混凝土配合比設(shè)計(jì)就是確定水泥、水、砂子與石子用量之間的三個(gè)比例關(guān)系，即水與水泥之間的比例關(guān)系，常用水灰比表示；砂與石子之間的比例關(guān)系；常用砂率表示；水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系，常用單位用水量來反映。水灰比、砂率、單位用水量是混凝土配合比的三個(gè)重要參數(shù)。</p><p&g

40、t;　　混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟：首先正確選定原材料品種、檢驗(yàn)原材料質(zhì)量，然后按對(duì)混凝土技術(shù)要求進(jìn)行初步計(jì)算，得出初步計(jì)算配合比；經(jīng)試驗(yàn)室試拌調(diào)整，得出基準(zhǔn)配合比；經(jīng)強(qiáng)度復(fù)核定出試驗(yàn)室配合比；最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料實(shí)際情況(如砂、石含水等)修正試驗(yàn)室配合比，得出施工配合比。</p><p>　　1.4.1初步計(jì)算配合比 ：</p><p>　　1.計(jì)算配制28d彎拉強(qiáng)度的均值fc</p&g

41、t;<p>　　fc= fr/(1-1.04*Cv)+t*s</p><p>　　fc=4.0/(1-1.04*0.10)+0.24*0.40</p><p>　　fc=5.7(MPa)</p><p><b>　　保證率系數(shù)t</b></p><p>　　彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)Cv</p><

42、;p>　　2.水灰比的計(jì)算和確定:</p><p><b>　　碎石混凝土:</b></p><p>　　W/C=1.5684/( fc+1.0097-0.3595*fs)</p><p>　　=1.5684/(5.7+1.0097-0.3595*6.5)</p><p><b>　　=0.46</

43、b></p><p>　　fs—水泥實(shí)測(cè)28d抗折強(qiáng)度(MPa). (由于實(shí)驗(yàn)條件，用理論值代替)</p><p>　　耐久性校核，混凝土為高速公路路面所用，無抗冰凍性要求，查表得最大水灰比為0.46,故按照強(qiáng)度計(jì)算的水灰比結(jié)果符合耐久性要求.</p><p>　　混凝土滿足耐久性要求的最大水灰比和最小單位水泥用量</p><p&g

44、t;　　3.選用砂率Sp (%)</p><p>　　依據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)和粗集料的種類,查表取值為:Sp%=32%;</p><p>　　砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系（表4）</p><p>　　4.計(jì)算用水量Wo (Kg/m3)</p><p>　　Wo=104.97+0.309*SL+11.27*C/W+0.61* Sp</p>

45、<p><b>　　=176Kg/m3</b></p><p>　　Wo—混凝土的單位用水量(Kg/m3);</p><p>　　SL—坍落度(mm), 設(shè)計(jì)坍落度10-30mm,故取值10mm;</p><p>　　Sp—砂率 (%);</p><p>　　C/W —灰水比,水灰比之倒數(shù);</p>

46、;<p>　　根據(jù)JTG F30-2003中小型機(jī)具攤鋪混凝土最大單位用水量為150Kg/m3,故取Wo=150 Kg/m3</p><p>　　5．計(jì)算水泥用量Co(Kg/m3);</p><p>　　已知Wo=176Kg/m3，W/C=0.46,則水泥用量</p><p>　　Co=Wo/ (W/C)</p><p>　　=

47、 176/0.46</p><p><b>　　=380Kg/m3</b></p><p>　　滿足耐久性要求的最小水泥用量為300Kg/m3，由此取計(jì)算水泥用量385 Kg/m3。</p><p><b>　　砂石材料用量計(jì)算</b></p><p>　　按密度法計(jì)算,混凝土單位質(zhì)量取值為:243

48、0Kg/m3,</p><p>　　m水泥+m水+m砂+m石=m砼</p><p>　　m砂/( m砂+m石)*100%=Sp%</p><p>　　已知m水泥=380Kg/m3,Sp%=36%,m水=176Kg/m3 m砼=2430Kg/m3, 求</p><p>　　m砂=595Kg/m3沙子：595Kg/m3。石子：1264Kg/m3。

49、</p><p>　　m石=1264Kg/m3</p><p>　　試驗(yàn)室基準(zhǔn)配合比為:</p><p>　　得出初步配合比為：水：水泥：砂：石子=176：380：595：1264</p><p>　　1.6 強(qiáng)度測(cè)定，提出實(shí)驗(yàn)室配合比。</p><p>　　分別增加和減小0.03的水灰比,同理計(jì)算每方砼中各材料用量,

50、分別實(shí)測(cè)砼拌和物的容重,坍落度,并成型7d,28d試件,實(shí)測(cè)各水灰比砼的抗彎拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度.結(jié)果如下:</p><p>　　七天以后，進(jìn)行抗壓抗折實(shí)驗(yàn)。三組的抗壓實(shí)驗(yàn)壓力值為下表：</p><p><b>　　抗折強(qiáng)度值分別為：</b></p><p>　　抗折試件已經(jīng)損壞，無法檢測(cè)。按照另一個(gè)組做的是5.57MPa，符合抗折要求。</

51、p><p>　　1.7.確定二級(jí)路面施工條件</p><p>　　根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果,依據(jù)路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)原則,兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)既保證路面砼要有足夠的抗彎拉強(qiáng)度,合適的工作性能,優(yōu)越的耐久性,最終試驗(yàn)室配合比確定為:</p><p>　　路面水泥混凝土施工時(shí)考慮原材料含水量變化和施工變異性等因素,計(jì)算施工配合比和每盤用量,單位水泥用量應(yīng)適當(dāng)增加5~10Kg以滿足室

52、內(nèi)配制彎拉強(qiáng)度,抗壓強(qiáng)度,耐久性等要求.</p><p>　　注:施工期間配合比的微調(diào)與控制應(yīng)符合下列要求:</p><p>　　根據(jù)施工季節(jié)、氣溫和運(yùn)距的變化，可微調(diào)減水劑的摻量，保持施工現(xiàn)場(chǎng)的坍落度始終適宜于澆筑，且波動(dòng)最小。</p><p>　　降雨后，應(yīng)根據(jù)每天不同時(shí)間的氣溫及砂石料實(shí)際含水量變化，微調(diào)加水量，同時(shí)微調(diào)砂石料稱量，其他配合比參數(shù)不得變更，維持

53、施工配合比基本不變。雨天或砂石料變化應(yīng)加強(qiáng)控制，保持現(xiàn)場(chǎng)拌和物工作性始終適宜澆筑和穩(wěn)定。</p><p><b>　　2.總結(jié)</b></p><p>　　通過這些天的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多。除了課本基礎(chǔ)知識(shí)得到了鞏固，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅颂岣?，最重要的是自己學(xué)會(huì)了應(yīng)用自己所學(xué)的知識(shí)，找到了有理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐的橋梁。</p><p>　　在接受

54、任務(wù)書后，我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下，搜索資料，按自己的理論知識(shí)，根據(jù)現(xiàn)有條件和任務(wù)需要開始著手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的原料，進(jìn)行原材料的檢驗(yàn)，和各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。按照水泥混凝土的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行大致設(shè)計(jì)之后，按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》，進(jìn)行查表調(diào)整各項(xiàng)數(shù)據(jù)，使其滿足一定的設(shè)計(jì)規(guī)范要求。以免使設(shè)計(jì)的混凝土僅僅是理論值，而無法滿足施工要求。</p><p>　　在本次的課程設(shè)計(jì)之中我們了解了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之中必須要做到規(guī)范、精確

55、，否則很多小小的粗略可能引起很多的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致很多意想不到的麻煩。比如說，一個(gè)小小的材料含水率問題，如果我們忽略后，首先混凝土的用水量就發(fā)生了變化，隨之混凝土的另一個(gè)重要指標(biāo)水灰比也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)行施工后混凝土的強(qiáng)度肯定就會(huì)不滿足要求，也就會(huì)產(chǎn)生很多后續(xù)不必要的麻煩。所以在以后的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)時(shí)，必須要永遠(yuǎn)保持一個(gè)認(rèn)真全面精確地科學(xué)態(tài)度。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)的中，我也明白了團(tuán)隊(duì)的重要性。雖然現(xiàn)在

56、的素質(zhì)教育要求我們的全面發(fā)展。但人們的成長不同，導(dǎo)致的性格與愛好的不同，也使我們的擅長不同的分工，更能全面統(tǒng)籌的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)的效率。所以任何一個(gè)大型的工程總需要各種類型的人才，組成一強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)，使人各盡其能。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)，理論很簡單?？此莆覀兛梢院茌p松的將它完成?？墒?，畢竟我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)太少了，遇到一點(diǎn)和自己理想中有沖突的地方就會(huì)不知所措，無從下手。比如說：在混凝土的拌合之時(shí)，

57、有水量的問題，有時(shí)候你按照自己計(jì)算的用水量，有時(shí)候無法拌合，有時(shí)候坍落度或過大，可是按照自己計(jì)算的應(yīng)該是不錯(cuò)的啊！其實(shí)，這些事情，其實(shí)就是理論與現(xiàn)實(shí)的區(qū)別，因?yàn)槲覀冇?jì)算的一些數(shù)據(jù)，都是按照嚴(yán)格的理想的實(shí)驗(yàn)條件下的數(shù)據(jù)，可是，自己動(dòng)手實(shí)在與機(jī)械攪拌的差距太大了……這也是我們從實(shí)驗(yàn)室一步一步積累經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)開始，所以以后的試驗(yàn)中我們必須學(xué)會(huì)處理試驗(yàn)中所出現(xiàn)的問題，找出問題所在，為自己以后的工作積累更多的經(jīng)驗(yàn)。</p><p

58、><b>　　3．結(jié)束語</b></p><p>　　合理的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該在符合相關(guān)規(guī)范給出的包括強(qiáng)度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經(jīng)濟(jì)和適用的混凝土。要對(duì)水泥混凝土路面配合比設(shè)計(jì)深入系統(tǒng)的研究，使混凝土配合比設(shè)計(jì)體系更加科學(xué)合理、方便快捷，從而推動(dòng)水泥混凝土科學(xué)的發(fā)展。</p><p><b>　　

59、4.主要參考資料</b></p><p>　　1.公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程（JTG E30—2005）[S].人民交通出版社，2005，北京</p><p>　　2.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42—2005）[S].人民交通出版社，2005，北京</p><p>　　3.普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55—2000）[S].中國建筑工